Los científicos recrean las condiciones que generaron vida compleja – MundoDaily

Lejos de ser operadores individuales, la mayoría de los microbios unicelulares mantienen relaciones complejas. En el océano, en el suelo y en el intestino, pueden luchar y comerse entre sí, intercambiar ADN, competir por nutrientes o alimentarse de los subproductos de cada uno. A veces se vuelven aún más íntimos: una célula puede deslizarse dentro de otra y sentirse cómoda. Si las condiciones son adecuadas, puede permanecer y ser bienvenido, desencadenando una relación que podría durar generaciones o miles de millones de años. Este fenómeno de una célula viviendo dentro de otra, llamado endosimbiosis, impulsó la evolución de la vida compleja.

Hay ejemplos de endosimbiosis por todas partes. Mitocondrias, las fábricas de energía en tus células, alguna vez fueron bacterias de vida libre. Las plantas fotosintéticas deben los azúcares producidos por el sol al cloroplasto, que originalmente también era un organismo independiente. Muchos insectos obtienen nutrientes esenciales. de bacterias que viven en su interior. Y el año pasado los investigadores descubrió el “nitroplasto”, un endosimbionte que ayuda a algunas algas a procesar el nitrógeno.

Gran parte de la vida depende de relaciones endosimbióticas, pero los científicos han luchado por comprender cómo ocurren. ¿Cómo evita una célula internalizada la digestión? ¿Cómo aprende a reproducirse dentro de su huésped? ¿Qué hace que una fusión aleatoria de dos organizaciones independientes se convierta en una asociación estable y duradera?

Ahora, por primera vez, los investigadores han visto la coreografía de apertura de esta danza microscópica de inducir endosimbiosis en el laboratorio. Después de inyectar bacterias en un hongo, un proceso que requirió la resolución creativa de problemas (y una bomba de bicicleta), los investigadores pudieron fomentar la cooperación sin matar las bacterias ni al huésped. Sus observaciones ofrecen una idea de las condiciones que hacen posible que suceda lo mismo en la naturaleza microbiana.

Las células incluso se adaptaron entre sí más rápido de lo previsto. «Para mí, esto significa que los organismos realmente quieren vivir juntos y la simbiosis es la norma», dijo. Vasilis Kokkorisun micólogo que estudia la biología celular de la simbiosis en la Universidad VU de Ámsterdam y que no participó en el nuevo estudio. «Así que esta es una gran noticia para mí y para este mundo».

Los primeros intentos fallidos revelan que la mayoría de los amoríos celulares fracasan. Pero al comprender cómo, por qué y cuándo los organismos aceptan endosimbiontes, los investigadores pueden comprender mejor los momentos clave de la evolución y también potencialmente desarrollar células sintéticas diseñadas con endosimbiontes superpoderosos.

El descubrimiento de la pared celular

Julia VorholtEl microbiólogo del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zurich (Suiza) lleva mucho tiempo intrigado por las circunstancias de la endosimbiosis. Los investigadores en este campo han teorizado que una vez que una bacteria se cuela en una célula huésped, la relación oscila entre infección y armonía. Si la bacteria se reproduce demasiado rápido, corre el riesgo de agotar los recursos del huésped y desencadenar una respuesta inmune, lo que resulta en la muerte del huésped, del huésped o de ambos. Si se reproduce demasiado lentamente, no se establecerá en la célula. Pensaron que sólo en casos raros la bacteria alcanza una tasa de reproducción de Ricitos de Oro. Entonces, para convertirse en un verdadero endosimbionte, debe infiltrarse en el ciclo reproductivo del huésped para viajar a la próxima generación. Finalmente, el genoma del huésped debe eventualmente mutar para acomodar a las bacterias, permitiendo que ambas evolucionen como una unidad.

«Se vuelven adictos el uno al otro», dijo Vorholt.